加拿大科学家首次成功研制完全隐形物体的神秘装置

　　图中是电影《哈利波特》中神秘的“隐形衣”，波特穿上之后能够将身体处于无形之中。目前，科学家研制完全隐形效果的隐形装置距离现实越来越近，加拿大科学家最新研制一种设备，能够在白天自然光条件下将物体处于完全隐形，而不仅仅是在实验室条件。


　　一旦光线穿过物体，该装置将恢复光线至最初状态，因此人们不会注意到这种“隐形干扰”。负责该研究项目的约瑟?阿扎娜（Jose Azana）教授称，我们的工作代表了隐形装置研究领域的一个重大技术突破！


　　这种光谱隐形装置是通过选择将光谱某些颜色的能量转移至其它颜色，通过匹配遮盖物体反射所需要的颜色，最终该隐形装置使目标物体“消失不见”。例如：如果一个物体是绿色的，它可以转换任何绿色光线波长成为蓝色光线波长，从而遮盖了绿色物体的存在。

　　新浪科技讯 北京时间7月2日消息，据国外媒体报道，《哈利波特》等科幻电影中多次出现“隐形衣”，多年以来，这一直是富有神秘色彩的虚幻概念，但事实上科学家已距离现实更进一步了！目前，加拿大科学家最新研制一种隐形装置，可使物体首次“完全隐形”，甚至在自然光线环境隐形3D结构物体。

　　在此之前科学家们在研制“隐身衣”方面付出巨大努力，但是效果并不理想，因为这些装置无法在任何光线波长范围内适用。加拿大科学家最新设计的“光谱隐形装置”与众不同，它通过消除光波穿过物体时留下的痕迹，从而使物体达到隐形效果。

　　当光线穿过物体时，某些色彩的能量可以被光纤层转移，最终进入观察者视线的光波实际上与另一侧相同，致使物体在白天光线下“隐形”。除了隐藏人体达到“隐身衣”的效果之外，研究人员声称，这项突破性技术还可适用于防雷达探测的飞行器，以及防黑客攻击的网络线缆。

　　隐形能力是通俗流行文化中持续已久的“神秘主题”，颇受读者欢迎的科幻小说《隐形人》、《星际迷航》等都有关于隐身装置的大胆描述和猜测，多年以来，物理学家一直努力试图复制这些科幻装置。

　　当前研究人员使用超材料（metamaterials），它能部分弯曲物体周围的光线，从而使物体隐藏起来。但是超材料很难应对不同频率的光线，例如：不同颜色的光线。同时，超材料还扭曲了光波，因此超材料的隐形效果并不自然。目前，加拿大国家科学研究所的研究人员正在试图克服这些困难。

　　我们每天生活环境的光线都是宽频照明，从红色至蓝色，横跨较大的波长范围。所有可见物体都会反射少量它们的波长，并决定了它们所呈现的颜色。

　　这种光谱隐形装置是通过选择将光谱某些颜色的能量转移至其它颜色，通过匹配遮盖物体反射所需要的颜色，最终该隐形装置使目标物体“消失不见”。例如：如果一个物体是绿色的，它可以转换任何绿色光线波长成为蓝色光线波长，从而遮盖了绿色物体的存在。

　　一旦光线穿过物体，该装置将恢复光线至最初状态，因此人们不会注意到这种“隐形干扰”。负责该研究项目的约瑟?阿扎娜（Jose Azana）教授称，我们的工作代表了隐形装置研究领域的一个重大技术突破！我们可以实现目标物体在现实宽频照明下完全隐形，这是在未察觉和未失真的情况下传播照明光波穿过物体，就好像目标物体和隐形装置并不存在。当你观察一个目标物体时，你真实看到的是物体改变与其交互的光波能量。

　　大多数隐形衣的解决方案都涉及到改变光线路径，因此光波在物体周围传播，而不是穿过物体。之前有一种叫做“暂时隐形”的技术方案，它改变了光线传播速度，从而在一定时间长度内，光束穿过物体使其暂时隐藏起来。在以上方法中，不同颜色的入射光波穿过隐形装置时，必须沿着不同的路径，从而花费了大量时间到达它们的目的地。

　　同样参与这项研究的路易斯?罗梅罗?科尔蒂斯（Luis Romero Cortes）强调称，传统的隐形方案依赖于改变被隐藏物体周围照明的传播路径，通过这种方式，不同颜色需要不同数量等级的时间穿过隐形斗篷，这样很容易探测到失真，暴露出隐形斗篷的存在。目前我们的设计方案有效地解决了这些问题，光波可以穿过目标物体，而不是环绕在目标物体周围，同时，能够有效避免光波和目标物体之间的交互反应。

　　研究小组通过隐形一个光学滤光器证实了这一概念，光学滤光器接受激光照射之后能够选择性传输不同波长。目前设计的最新隐形装置是由两种商用组件构成――色散光纤和时间相位调制器，放置在滤光器的前面和后面。

　　色散光纤将迫使光束（实际上是光波）以不同速度传播，逐渐分解成为不同的颜色，其作用就像棱镜一样。时间相位调制器能够改变光线光学频率，这要取决于光波穿过该装置的时间，允许它能改变颜色成为另外一种颜色。

　　这种光谱隐形装置能够改变一定频率范围的光波，使其被滤光器所吸收，之后当光束从滤光器另一侧溢出时，完全逆转该过程。这使得整个隐形过程中激光脉冲轰击在非吸收介质上，也就是说，光束穿过物体没有出现任何干扰。同时，该装置的应用范围并不仅限于“隐形斗篷”。例如：有选择性地移除和恢复宽频波长中的颜色，可允许传输更多的电信数据，减少信号阻塞。它也可以防止窃听者通过探测光纤网络收集重要数据信息。这项研究的完整报告内容已发表在《光学设计》杂志。（叶倾城）